CN116764435B - 一种烟气scr脱硝混合反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气SCR脱硝混合反应装置，包括壳体、换位骨架、下层蜂窝式催化剂、换位组件和活性维持组件，所述壳体包括筒形反应壳和凸起替换壳，所述凸起替换壳设于筒形反应壳中部，所述凸起替换壳上竖直贯穿开设有清理口，所述换位骨架转动设于凸起替换壳内，所述下层蜂窝式催化剂设有多组，多组所述下层蜂窝式催化剂圆周阵列固定设于换位骨架内，所述换位组件设于壳体上，所述活性维持组件设于壳体上，所述活性维持组件包括步进牵引单元、自润滑刮除单元和差动式驱动单元。本发明涉及脱硝处理技术领域，具体是提供了包含换位组件和活性维持组件在内的烟气SCR脱硝混合反应装置。
Description
技术领域
本发明涉及脱硝处理技术领域，具体是指一种烟气SCR脱硝混合反应装置。
背景技术
SCR脱硝是选择性催化还原脱硝技术，有时也叫氨催化还原脱硝，是在催化剂上游向烟气中注入氨气或其他合适的还原剂，利用催化剂(铁、钒、铬、钴或钼等碱金属)在200-450℃将烟气中的NOx转化为氮气和水。在通常的设计中，使用液态纯氨或氨水作为SCR脱硝剂。无论使用何种形式的氨，都必须先将氨蒸发，然后将氨与稀释空气或烟气混合，利用喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中。SCR脱硝在国内外已经得到了广泛的应用。
SCR脱硝工艺有明显的缺点：高度分散的尘粒会覆盖催化剂表面，降低其活性，而现有的烟气SCR脱硝混合反应装置缺少对于蜂窝式催化剂的在线清理能力，不利于维持催化剂的良好活性。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种烟气SCR脱硝混合反应装置，为了解决现有的烟气SCR脱硝混合反应装置缺少对于蜂窝式催化剂的在线清理能力的问题，本发明提出了包含换位组件和活性维持组件在内的烟气SCR脱硝混合反应装置。
本发明采取的技术方案如下：烟气SCR脱硝混合反应装置，包括壳体、换位骨架、下层蜂窝式催化剂、换位组件和活性维持组件，所述壳体包括筒形反应壳和凸起替换壳，所述凸起替换壳设于筒形反应壳中部，所述凸起替换壳上竖直贯穿开设有清理口，所述换位骨架转动设于凸起替换壳内，所述下层蜂窝式催化剂设有多组，多组所述下层蜂窝式催化剂圆周阵列固定设于换位骨架内，所述换位组件设于壳体上，所述活性维持组件设于壳体上，所述活性维持组件包括步进牵引单元、自湿润刮除单元和差动式驱动单元。
进一步地，所述步进牵引单元设于凸起替换壳上，所述步进牵引单元包括龙门架、进给电机、丝杆、升降电液推杆、上横梁和下横梁，所述龙门架滑动设于凸起替换壳上，所述进给电机固定设于凸起替换壳上，所述丝杆固定设于进给电机输出端上，所述龙门架通过螺纹连接设于丝杆上，所述升降电液推杆固定设于龙门架下方，所述上横梁固定设于升降电液推杆下方，所述下横梁位于上横梁正下方，所述上横梁与下横梁固定连接。
进一步地，所述自湿润刮除单元设有多组，多组所述自湿润刮除单元线性阵列设于上横梁下方，所述自湿润刮除单元包括内轴、外漏管、卷绕刮片和支撑弹簧，所述外漏管转动贯穿设于下横梁中，所述内轴转动设于上横梁下方，所述内轴与外漏管同心设置，所述外漏管下部开设有窄口通道，所述卷绕刮片滑动贯穿窄口通道并且铰接设于内轴上，所述支撑弹簧固定设于外漏管与卷绕刮片之间。
进一步地，所述内轴上固定设有上传动链轮，所述外漏管上固定设有下传动链轮，所述差动式驱动单元设于上横梁和下横梁之间，所述差动式驱动单元包括下电机、下驱动链轮、下链条、上电机、上驱动链轮、上链条、同步键、连接圈、差动触头、差动电液推杆和连接弯杆，所述下电机固定设于下横梁上，所述下驱动链轮固定设于下电机输出端上，所述下链条位于下横梁下方，所述下驱动链轮以及多组下传动链轮均与下链条啮合连接，所述上电机固定设于上横梁下方，所述同步键固定设于上电机输出端上，所述连接圈竖直滑动设于同步键上，所述上驱动链轮与上电机输出端同心设置，所述上驱动链轮内开设有螺线槽，所述差动触头固定设于连接圈上并且与螺线槽卡合连接，所述上链条位于上横梁下方，所述上驱动链轮以及多组上传动链轮均与上链条啮合连接，所述差动电液推杆转动设于下横梁上方，所述连接弯杆设有多组，多组所述连接弯杆固定设于连接圈与差动电液推杆之间。
进一步地，所述自湿润刮除单元还包括尖嘴弯管和电控开闭阀，所述上横梁正面固定设有水箱，所述内轴与外漏管之间设有湿润口，所述尖嘴弯管固定设于水箱下方并且延伸至湿润口中，所述电控开闭阀固定设于水箱上。
进一步地，所述换位组件包括齿环、换位齿轮和换位电机，所述齿环固定设于换位骨架上，所述换位电机固定设于凸起替换壳外侧，所述换位齿轮穿过凸起替换壳并且固定设于换位电机输出端上，所述换位齿轮与齿环啮合连接。
进一步地，所述筒形反应壳内固定设有两组封闭挡环，两组所述封闭挡环对称贴合设于换位骨架的上下两侧，所述封闭挡环选用柔性石墨盘根材质。
进一步地，所述筒形反应壳上部固定设有进烟管和氨气管，所述筒形反应壳下部固定设有出气管。
进一步地，所述筒形反应壳内固定设有上层蜂窝式催化剂， 所述上层蜂窝式催化剂位于一组下层蜂窝式催化剂的正上方。
进一步地，所述壳体下方设有回收箱，所述回收箱位于清理口正下方。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：
1、本发明设置了换位组件、活性维持组件以及多组圆周阵列的下层蜂窝式催化剂，能够在长时间的烟气脱硝反应过程中，暂停烟气与氨气的供应，并通过换位组件调整下层蜂窝式催化剂的位置，并在再度供应烟气与氨气的同时对清理口中的下层蜂窝式催化剂进行清理，起到除去下层蜂窝式催化剂孔隙内的尘粒并维持催化剂良好活性的效果。
2、本发明中，由差动式驱动单元带动的多组自湿润刮除单元能够实现对下层蜂窝式催化剂孔隙内尘粒的良好清理效果，并且同步键、连接圈、螺线槽、差动触头等零部件的设计能够带动内轴与外漏管进行一定量的差动旋转，并且驱使卷绕刮片沿窄口通道缩回外漏管中，从而能够在上方尖嘴弯管的协助下保持卷绕刮片的湿润程度与良好除尘性。
附图说明
图1为本发明的烟气SCR脱硝混合反应装置的立体示意图；
图2为本发明的烟气SCR脱硝混合反应装置的剖面示意图；
图3为本发明的壳体的剖面示意图；
图4为本发明的换位组件的立体示意图；
图5为本发明的活性维持组件的立体示意图；
图6为本发明的步进牵引单元的立体示意图；
图7为本发明的自湿润刮除单元的立体示意图；
图8为本发明在图7中A部分的局部放大图；
图9为本发明的内轴及周边附件的局部示意图；
图10为本发明的外漏管的局部示意图；
图11为本发明的差动式驱动单元的立体示意图；
图12为本发明的部分零件的立体示意图；
图13为本发明的连接圈和差动触头的立体示意图。
其中，1、壳体，101、筒形反应壳，102、凸起替换壳，103、封闭挡环，104、清理口，2、进烟管，3、氨气管，4、出气管，5、上层蜂窝式催化剂，6、换位骨架，7、下层蜂窝式催化剂，8、换位组件，801、齿环，802、换位齿轮，803、换位电机，9、活性维持组件，10、步进牵引单元，1001、龙门架，1002、进给电机，1003、丝杆，1004、升降电液推杆，1005、上横梁，1006、下横梁，11、自湿润刮除单元，1101、内轴，1102、外漏管，1103、窄口通道，1104、卷绕刮片，1105、支撑弹簧，1106、水箱，1107、尖嘴弯管，1108、电控开闭阀，1109、湿润口，12、差动式驱动单元，1201、下传动链轮，1202、下电机，1203、下驱动链轮，1204、下链条，1205、上传动链轮，1206、上电机，1207、上驱动链轮，1208、上链条，1209、同步键，1210、连接圈，1211、螺线槽，1212、差动触头，1213、差动电液推杆，1214、连接弯杆，13、回收箱。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1~图13所示，包括壳体1、换位骨架6、下层蜂窝式催化剂7、换位组件8和活性维持组件9，壳体1包括筒形反应壳101和凸起替换壳102，凸起替换壳102设于筒形反应壳101中部，凸起替换壳102上竖直贯穿开设有清理口104，换位骨架6转动设于凸起替换壳102内，下层蜂窝式催化剂7设有多组，多组下层蜂窝式催化剂7圆周阵列固定设于换位骨架6内，换位组件8设于壳体1上，活性维持组件9设于壳体1上，活性维持组件9包括步进牵引单元10、自湿润刮除单元11和差动式驱动单元12。
如图5、图6所示，步进牵引单元10设于凸起替换壳102上，步进牵引单元10包括龙门架1001、进给电机1002、丝杆1003、升降电液推杆1004、上横梁1005和下横梁1006，龙门架1001滑动设于凸起替换壳102上，进给电机1002固定设于凸起替换壳102上，丝杆1003固定设于进给电机1002输出端上，龙门架1001通过螺纹连接设于丝杆1003上，升降电液推杆1004固定设于龙门架1001下方，上横梁1005固定设于升降电液推杆1004下方，下横梁1006位于上横梁1005正下方，上横梁1005与下横梁1006固定连接。
如图7~图10所示，自湿润刮除单元11设有多组，多组自湿润刮除单元11线性阵列设于上横梁1005下方，自湿润刮除单元11包括内轴1101、外漏管1102、卷绕刮片1104和支撑弹簧1105，外漏管1102转动贯穿设于下横梁1006中，内轴1101转动设于上横梁1005下方，内轴1101与外漏管1102同心设置，外漏管1102下部开设有窄口通道1103，卷绕刮片1104滑动贯穿窄口通道1103并且铰接设于内轴1101上，支撑弹簧1105固定设于外漏管1102与卷绕刮片1104之间。
如图11~图13所示，内轴1101上固定设有上传动链轮1205，外漏管1102上固定设有下传动链轮1201，差动式驱动单元12设于上横梁1005和下横梁1006之间，差动式驱动单元12包括下电机1202、下驱动链轮1203、下链条1204、上电机1206、上驱动链轮1207、上链条1208、同步键1209、连接圈1210、差动触头1212、差动电液推杆1213和连接弯杆1214，下电机1202固定设于下横梁1006上，下驱动链轮1203固定设于下电机1202输出端上，下链条1204位于下横梁1006下方，下驱动链轮1203以及多组下传动链轮1201均与下链条1204啮合连接，上电机1206固定设于上横梁1005下方，同步键1209固定设于上电机1206输出端上，连接圈1210竖直滑动设于同步键1209上，上驱动链轮1207与上电机1206输出端同心设置，上驱动链轮1207内开设有螺线槽1211，差动触头1212固定设于连接圈1210上并且与螺线槽1211卡合连接，上链条1208位于上横梁1005下方，上驱动链轮1207以及多组上传动链轮1205均与上链条1208啮合连接，差动电液推杆1213转动设于下横梁1006上方，连接弯杆1214设有多组，多组连接弯杆1214固定设于连接圈1210与差动电液推杆1213之间。
如图7、图8所示，自湿润刮除单元11还包括尖嘴弯管1107和电控开闭阀1108，上横梁1005正面固定设有水箱1106，内轴1101与外漏管1102之间设有湿润口1109，尖嘴弯管1107固定设于水箱1106下方并且延伸至湿润口1109中，电控开闭阀1108固定设于水箱1106上。
如图4所示，换位组件8包括齿环801、换位齿轮802和换位电机803，齿环801固定设于换位骨架6上，换位电机803固定设于凸起替换壳102外侧，换位齿轮802穿过凸起替换壳102并且固定设于换位电机803输出端上，所述换位齿轮802与齿环801啮合连接。
如图4所示，筒形反应壳101内固定设有两组封闭挡环103，两组封闭挡环103对称贴合设于换位骨架6的上下两侧，封闭挡环103选用柔性石墨盘根材质。
如图1~图3所示，筒形反应壳101上部固定设有进烟管2和氨气管3，筒形反应壳101下部固定设有出气管4。
如图2所示，筒形反应壳101内固定设有上层蜂窝式催化剂5， 上层蜂窝式催化剂5位于一组下层蜂窝式催化剂7的正上方，上层蜂窝式催化剂5能够在脱硝过程中吸附大量的飞灰从而减轻下层蜂窝式催化剂7的工作负担。
如图1~图3所示，壳体1下方设有回收箱13，回收箱13位于清理口104正下方。
具体使用时，由烟气管和氨气管3分别向筒形反应壳101内通入烟气和氨气，烟气与氨气在上层蜂窝式催化剂5与下层蜂窝式催化剂7的协助作用下发生反应，完成脱硝后由出气管4排出壳体1。
在持续的脱硝反应过程中，下层蜂窝式催化剂7的孔隙会逐渐粘满尘粒，从而降低催化效果。此时暂停供入烟气与氨气，启动换位电机803，通过换位齿轮802与齿环801的啮合关系带动换位骨架6转动，使上层蜂窝式催化剂5正下方的下层蜂窝式催化剂7转动到清理口104中，从而能进行及时的清理以维持下层蜂窝式催化剂7的活性。在换位骨架6转动过程中，封闭挡环103能起到对烟气逸散的阻碍作用。在换位完成后，即可继续向筒形反应壳101内通入烟气和氨气。
在清理口104中的下层蜂窝式催化剂7降温冷却到合适的状态后，活性维持组件9开始工作，进给电机1002通过丝杆1003带动龙门架1001移动，使上横梁1005、下横梁1006下方的自湿润刮除单元11对准下层蜂窝式催化剂7的孔隙，随后升降电液推杆1004、上电机1206与下电机1202开始工作。逐渐伸长的升降电液推杆1004能够带动上横梁1005、下横梁1006以及下方的自湿润刮除单元11逐渐下降，使外漏管1102与卷绕刮片1104能逐渐深入下层蜂窝式催化剂7的孔隙中。下电机1202通过下驱动链轮1203、下链条1204与下传动链轮1201带动外漏管1102持续转动，上电机1206通过同步键1209、连接圈1210、上驱动链轮1207、上链条1208和上传动链轮1205带动内轴1101转动，从而内轴1101与外漏管1102能保持同步转动，并且卷绕刮片1104能始终维持在伸出窄口通道1103的状态。伸出窄口通道1103外的卷绕刮片1104能在持续转动过程中刮除下层蜂窝式催化剂7孔隙中的尘粒，以维持下层蜂窝式催化剂7的良好催化效果。在此过程中，支撑弹簧1105阻碍卷绕刮片1104形变的效果，避免卷绕刮片1104与下层蜂窝式催化剂7的孔隙接触不充分，造成刮除效果差的问题。
在上电机1206带动同步键1209、连接圈1210和上驱动链轮1207转动的过程中，下方的差动电液推杆1213因通过连接弯管与连接圈1210固定连接而会发生同步转动。控制差动电液推杆1213伸长，通过连接弯杆1214将连接圈1210向上推动。因连接圈1210与同步键1209存在滑动连接关系，所以连接圈1210会在上升过程中随同步键1209一同转动，而连接圈1210上的差动触头1212则会由上驱动链轮1207内的螺线槽1211一端移动到另一端，从而使上驱动链轮1207相对于连接圈1210转过一定角度。因此，通过上驱动链轮1207、上链条1208、上传动链轮1205的传动配合，内轴1101会相对于外漏管1102转过一定角度，从而克服支撑弹簧1105的支撑力并将卷绕刮片1104由窄口通道1103收入外漏管1102中，卷绕刮片1104与窄口通道1103摩擦接触的过程能够去除掉卷绕刮片1104上的飞灰。启动电控开闭阀1108，水箱1106中的水会由尖嘴弯管1107经湿润口1109向下流动，从而使卷绕刮片1104再度湿润，以便于在后续对下层蜂窝式催化剂7孔隙的其他位置进行清理时具有良好的尘粒吸附能力。关闭电控开闭阀1108，同时收缩差动电液推杆1213至原状态，使连接圈1210、卷绕刮片1104复位，即可对下层蜂窝式催化剂7的孔隙继续进行清理。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种烟气SCR脱硝混合反应装置，其特征在于：包括壳体（1）、换位骨架（6）、下层蜂窝式催化剂（7）、换位组件（8）和活性维持组件（9），所述壳体（1）包括筒形反应壳（101）和凸起替换壳（102），所述凸起替换壳（102）设于筒形反应壳（101）中部，所述凸起替换壳（102）上竖直贯穿开设有清理口（104），所述换位骨架（6）转动设于凸起替换壳（102）内，所述下层蜂窝式催化剂（7）设有多组，多组所述下层蜂窝式催化剂（7）圆周阵列固定设于换位骨架（6）内，所述换位组件（8）设于壳体（1）上，所述活性维持组件（9）设于壳体（1）上，所述活性维持组件（9）包括步进牵引单元（10）、自湿润刮除单元（11）和差动式驱动单元（12）；
所述步进牵引单元（10）设于凸起替换壳（102）上，所述步进牵引单元（10）包括龙门架（1001）、进给电机（1002）、丝杆（1003）、升降电液推杆（1004）、上横梁（1005）和下横梁（1006），所述龙门架（1001）滑动设于凸起替换壳（102）上，所述进给电机（1002）固定设于凸起替换壳（102）上，所述丝杆（1003）固定设于进给电机（1002）输出端上，所述龙门架（1001）通过螺纹连接设于丝杆（1003）上，所述升降电液推杆（1004）固定设于龙门架（1001）下方，所述上横梁（1005）固定设于升降电液推杆（1004）下方，所述下横梁（1006）位于上横梁（1005）正下方，所述上横梁（1005）与下横梁（1006）固定连接；
所述自湿润刮除单元（11）设有多组，多组所述自湿润刮除单元（11）线性阵列设于上横梁（1005）下方，所述自湿润刮除单元（11）包括内轴（1101）、外漏管（1102）、卷绕刮片（1104）和支撑弹簧（1105），所述外漏管（1102）转动贯穿设于下横梁（1006）中，所述内轴（1101）转动设于上横梁（1005）下方，所述内轴（1101）与外漏管（1102）同心设置，所述外漏管（1102）下部开设有窄口通道（1103），所述卷绕刮片（1104）滑动贯穿窄口通道（1103）并且铰接设于内轴（1101）上，所述支撑弹簧（1105）固定设于外漏管（1102）与卷绕刮片（1104）之间；
所述内轴（1101）上固定设有上传动链轮（1205），所述外漏管（1102）上固定设有下传动链轮（1201），所述差动式驱动单元（12）设于上横梁（1005）和下横梁（1006）之间，所述差动式驱动单元（12）包括下电机（1202）、下驱动链轮（1203）、下链条（1204）、上电机（1206）、上驱动链轮（1207）、上链条（1208）、同步键（1209）、连接圈（1210）、差动触头（1212）、差动电液推杆（1213）和连接弯杆（1214），所述下电机（1202）固定设于下横梁（1006）上，所述下驱动链轮（1203）固定设于下电机（1202）输出端上，所述下链条（1204）位于下横梁（1006）下方，所述下驱动链轮（1203）以及多组下传动链轮（1201）均与下链条（1204）啮合连接，所述上电机（1206）固定设于上横梁（1005）下方，所述同步键（1209）固定设于上电机（1206）输出端上，所述连接圈（1210）竖直滑动设于同步键（1209）上，所述上驱动链轮（1207）与上电机（1206）输出端同心设置，所述上驱动链轮（1207）内开设有螺线槽（1211），所述差动触头（1212）固定设于连接圈（1210）上并且与螺线槽（1211）卡合连接，所述上链条（1208）位于上横梁（1005）下方，所述上驱动链轮（1207）以及多组上传动链轮（1205）均与上链条（1208）啮合连接，所述差动电液推杆（1213）转动设于下横梁（1006）上方，所述连接弯杆（1214）设有多组，多组所述连接弯杆（1214）固定设于连接圈（1210）与差动电液推杆（1213）之间；
所述自湿润刮除单元（11）还包括尖嘴弯管（1107）和电控开闭阀（1108），所述上横梁（1005）正面固定设有水箱（1106），所述内轴（1101）与外漏管（1102）之间设有湿润口（1109），所述尖嘴弯管（1107）固定设于水箱（1106）下方并且延伸至湿润口（1109）中，所述电控开闭阀（1108）固定设于水箱（1106）上；
所述换位组件（8）包括齿环（801）、换位齿轮（802）和换位电机（803），所述齿环（801）固定设于换位骨架（6）上，所述换位电机（803）固定设于凸起替换壳（102）外侧，所述换位齿轮（802）穿过凸起替换壳（102）并且固定设于换位电机（803）输出端上，所述换位齿轮（802）与齿环（801）啮合连接。
2.根据权利要求1所述的一种烟气SCR脱硝混合反应装置，其特征在于：所述筒形反应壳（101）内固定设有两组封闭挡环（103），两组所述封闭挡环（103）对称贴合设于换位骨架（6）的上下两侧。
3.根据权利要求2所述的一种烟气SCR脱硝混合反应装置，其特征在于：所述筒形反应壳（101）上部固定设有进烟管（2）和氨气管（3），所述筒形反应壳（101）下部固定设有出气管（4）。
4. 根据权利要求3所述的一种烟气SCR脱硝混合反应装置，其特征在于：所述筒形反应壳（101）内固定设有上层蜂窝式催化剂（5）， 所述上层蜂窝式催化剂（5）位于一组下层蜂窝式催化剂（7）的正上方。
5.根据权利要求4所述的一种烟气SCR脱硝混合反应装置，其特征在于：所述壳体（1）下方设有回收箱（13），所述回收箱（13）位于清理口（104）正下方。
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| GR01 | Patent grant | ||
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